DE4426107A1 - Laser drawing apparatus - Google Patents

Laser drawing apparatus

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DE4426107A1
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Takashi Iizuka
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Abstract

A laser drawing apparatus (11) is described which has a beam splitter device (16, 21, 22) for splitting a laser light beam (L1), emitted by a laser light source (12), into a plurality of drawing beams (L5, L6). The drawing beams (L5, L6) are in each case aligned in a common plane. A deflection mirror (46) has a reflecting surface (46a) which reflects and deflects the aligned drawing beams (L5, L6), so that a drawing surface can be scanned in a main scanning direction. An optical scanning system (47) bundles the incident drawing beams (L5, L6) onto the drawing surface. The height of the drawing beams on the drawing surface in the main scanning direction, measured from the optical axis of the optical scanning system (47), is proportional to the deflection angle theta . <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Laser-Zeicheneinrichtung, die geeignet ist, z. B. ein vorbestimmtes Schaltungsmuster auf einem Schaltungssubstrat zu erzeugen.The invention relates to a laser drawing device, the is suitable, e.g. B. a predetermined circuit pattern to produce a circuit substrate.

Bei einem bekannten Verfahren zum Erzeugen eines Schal­ tungsmusters auf einem Schaltungssubstrat wird ein Foto­ polymer o. ä. gleichmäßig auf das Substrat aufgebracht, das mit einer dünnen Schicht aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise Kupfer, überzogen ist. Danach wird das Substrat mit ultraviolettem Licht belichtet, beispielsweise während das Substrat mit einer Belichtungsmaske (Fotomaske) mit einer vorgegebenen Struktur maskiert wird, so daß ein Schaltungsmuster entsprechend der Fotomaske auf dem Substrat ausgebildet wird. Das belichtete Fotopolymer auf dem Substrat wird durch ein Lösungsmittel gelöst und einer vorbestimmten Behandlung mit Chemikalien im flüssigen Zu­ stand unterzogen, so daß das belichtete leitende Metall herausgelöst wird. An Stellen des Substrats, an denen die nicht belichtete Fotopolymerschicht noch vorhanden ist, tritt keine Korrosion ein. Dadurch wird ein Schaltungsmu­ ster auf dem Substrat erzeugt, das dem Muster der Fotomaske entspricht.In a known method for producing a scarf pattern on a circuit substrate becomes a photo polymer or the like evenly applied to the substrate with a thin layer of electrically conductive material, for example copper. After that it will Exposed substrate with ultraviolet light, for example while the substrate with an exposure mask (photo mask) is masked with a given structure so that a Circuit pattern according to the photo mask on the Substrate is formed. The exposed photopolymer the substrate is dissolved by a solvent and one predetermined treatment with chemicals in the liquid zu  stood subjected to the exposed conductive metal is extracted. At locations on the substrate where the unexposed photopolymer layer is still present, there is no corrosion. This is a circuit ster generated on the substrate that the pattern of the photomask corresponds.

Beim bekannten Herstellungsverfahren erfordert es eine lange Zeit und eine große Anzahl von Prozeßschritten, um die Fotomaske zu prüfen. Weiterhin ist es erforderlich, nicht nur eine bestimmte Umgebung für die Fotomaske zu er­ zeugen, in der die Temperatur und die Feuchtigkeit konstant gehalten wird, um ein thermisches Schrumpfen oder Expandie­ ren der Fotomaske zu vermeiden, sondern es muß auch die Fotomaske vor Schmutz oder einer möglichen Zerstörung ge­ schützt werden. Folglich ist das Hantieren und der Umgang mit der Fotomaske relativ aufwendig und schwierig.The known manufacturing method requires one long time and a large number of process steps to to check the photo mask. It is also necessary not just a specific environment for the photo mask too testify in which the temperature and humidity are constant is held to a thermal shrink or expandie avoid the photo mask, but it must also Photo mask from dirt or possible destruction be protected. Hence handling and handling with the photo mask relatively complex and difficult.

Es ist ebenfalls bekannt, das Schaltungsmuster direkt auf das Substrat zu zeichnen, wozu ein Abtastlaserstrahl ver­ wendet wird, der das Substrat mit Hilfe eines Polygonspie­ gels o. ä. abtastet. Bei diesem Verfahren wird eine Belich­ tungs-Fotomaske nicht benötigt. Jedoch tritt im Zusammen­ hang mit der Reflexion des Laserstrahls am Polygonspiegel und der Bündelung des Laserstrahls auf das Substrat durch eine Linse ein weiteres Problem auf. Solange der Laser­ strahl die Linse in ihrer Meridianebene beim Abtasten durchsetzt, ist dies unproblematisch. Wenn jedoch der Laserstrahl Abschnitte der Linse außerhalb der Meridian­ ebene durchsetzt, ist der durchgegangene Laserstrahl in seiner Richtung verändert, wodurch ein verzerrtes Bild ent­ steht. Die Abweichung oder die Verzerrung nimmt zu, wenn der Abstand des Auftreffpunktes von der Meridianebene oder der Meridianlinie zunimmt.It is also known to directly apply the circuit pattern to draw the substrate, for which purpose a scanning laser beam ver the substrate is turned using a polygon gels or the like. With this procedure, an exposure tion photo mask not required. However, comes together hang with the reflection of the laser beam on the polygon mirror and the focusing of the laser beam onto the substrate a lens another problem. As long as the laser beam the lens in its meridian plane when scanning enforced, this is not a problem. However, if the Laser beam sections of the lens outside the meridian interspersed with the plane, the laser beam passed is in changes its direction, creating a distorted picture stands. The deviation or distortion increases when the distance of the point of impact from the meridian plane or the meridian line increases.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Laser-Zeicheneinrichtung anzugeben, die keine Fotomaske benötigt, bei hoher Zeichen­ geschwindigkeit arbeitet und bei der die Bildverzerrung mi­ nimiert ist.It is an object of the invention to provide a laser drawing device to be specified, which does not require a photo mask, for high characters speed works and at which the image distortion mi is minimized.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.This object is achieved by the features of patent claim 1 solved. Advantageous further training are in the Unteran sayings.

Bei der Erfindung wird auf eine Fotomaske verzichtet. Dies bedeutet, daß die aufwendigen Prüfschritte zum Inspizieren der Fotomaske sowie verschiedene Herstellschritte für die Fotomaske entfallen können. Durch die Aufteilung in Strahl­ gruppen kann die Zeichengeschwindigkeit der Laser-Zeichen­ einrichtung nach der Erfindung erhöht werden. Da verschie­ dene Justiervorrichtungen vorgesehen sind, die einfach be­ tätigt werden können, wird eine hohe Zeichenqualität er­ reicht.In the invention, a photo mask is dispensed with. This means that the complex test steps for inspection the photo mask and various manufacturing steps for the Photo mask can be omitted. By dividing it into a beam can group the drawing speed of the laser sign device can be increased according to the invention. There different dene adjusting devices are provided, which simply be can be done, he will high quality characters enough.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an­ hand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigtExemplary embodiments of the invention are described below hand of the drawings explained. In it shows

Fig. F1 eine Laser-Zeicheneinrichtung nach der Erfin­ dung, Fig F1 dung. A laser device according to the mark OF INVENTION,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Laser-Zeicheneinrichtung nach Fig. 1, Fig. 2 is a schematic plan view of the laser drawing device according to FIG. 1,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die wesentli­ chen Komponenten der in Fig. 1 gezeigten Laser-Zeicheneinrichtung, Fig. 3 is a schematic plan view of chen covering essential components shown in Fig. 1 Laser-drawing device,

Fig. 4 bis 7 Darstellungen, anhand denen das Prinzip der Abtastung durch einen Polygonspiegel zum Zeichnen eines Bildes erläutert wird, FIGS. 4 to 7 are diagrams, based on which the principle of scanning will be explained by a polygon mirror for drawing a picture,

Fig. 8 ein Beispiel eines gezeichneten Bildes, Fig. 8 shows an example of a drawn image,

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Abtastung unter Verwendung eines Poly­ gonspiegels, Fig. 9 is a diagram for explaining the principle of scanning using a poly gonspiegels,

Fig. 10 eine Vorderansicht einer Schwenkeinstellvor­ richtung, Fig. 10 is a front view of a directional Schwenkeinstellvor,

Fig. 11 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Strahlenteilers, Fig. 11 is an enlarged perspective view of the beam splitter,

Fig. 12 einen Querschnitt des in Fig. 11 gezeigten Strahlenteilers, Fig. 12 shows a cross section of the beam splitter shown in Fig. 11,

Fig. 13 einen Querschnitt einer Einstellvorrichtung für Einstellungen in Richtung der Y-Achse (Y-Einstellvorrichtung), Fig. 13 is a cross section of a device for adjusting settings in the direction of Y-axis (Y-adjustment),

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines optischen Sammelsystems zur Änderung des Teilungsab­ standes, welches die Y-Einstellvorrrichtung bildet, Fig. 14 is a perspective view of an optical collection system prior to the change of the Teilungsab forming the Y-Einstellvorrrichtung,

Fig. 15 eine Draufsicht auf eine Einstellvorrichtung für die Einstellung des Strahls in Richtung der Z-Achse (Z-Einstellvorrichtung), Fig. 15 is a plan view of an adjustment device for adjusting the beam in the direction of the Z axis (Z adjustment),

Fig. 16 eine Ansicht eines Polarisations-Strahltei­ lers, der in Richtung der Z-Achse durch die Z-Einstellvorrichtung verschiebbar ist, Fig. 16 is a view of a polarization coupler Strahltei which is displaceable in the direction of the Z-axis by the Z setting means,

Fig. 17 eine Perspektivische Ansicht eines akustoopti­ schen Modulators, Fig. Is a perspective view of a akustoopti rule modulator 17,

Fig. 18 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Polygonspiegels, Fig. 18 is an enlarged perspective view of a polygon mirror,

Fig. 19 eine Ansicht zweier Gruppen von Zeichenstrah­ len, die verdreht werden,Len Fig. 19 is a view of two groups of Zeichenstrah which are twisted,

Fig. 20 eine Darstellung einer der beiden Gruppen von Zeichenstrahlen, die in Hauptabtastrichtung des Polygonspiegels verschoben wird, Fig. 20 is a representation of one of which is displaced in the main scanning of the polygon mirror two groups of characters beams,

Fig. 21 einer der zwei Gruppen von Zeichenstrahlen, die in einer Nebenabtastrichtung des Poly­ gonspiegels verschoben wird, Fig. 21 one of the two groups of characters beams is shifted in a sub-scanning direction of the poly gonspiegels,

Fig. 22 eine Ansicht einer Gruppe von Zeichenstrahlen sowie einer Linie, die durch die Zeichen­ strahlen gezeichnet ist, bevor eine Justierung vorgenommen worden ist, Fig. 22 is a view of a group of characters rays as well as a line is drawn through the radiation tone before an adjustment has been made,

Fig. 23 eine Ansicht einer Gruppe von Zeichenstrahlen und eine durch diese gezeichnete Linie, nach­ dem eine Justierung vorgenommen worden ist, Fig. 23 is a view of a group of characters rays and a drawn by this line, after an adjustment has been made,

Fig. 24 eine Ansicht einer Gruppe von Zeichenstrahlen und eine durch diese gezeichnete Linie, bevor eine Justierung vorgenommen worden ist, und FIG. 24 is a view of a group of drawing beams and a line drawn through them before adjustment has been made; and

Fig. 25 eine Ansicht einer Gruppe von Zeichenstrahlen und eine durch diese gezeichnete Linie, nach­ dem eine Justierung vorgenommen worden ist, Fig. 25 is a view of a group of characters rays and a drawn by this line, after an adjustment has been made,

Fig. 26 und 27 Darstellungen, anhand denen der nachteilige Effekt erläutert wird, der durch einen Poly­ gonspiegel und einer fR-Linse hervorgerufen wird. FIGS. 26 and 27 representations based which the adverse effect will be explained, the gonspiegel by a poly fR and a lens is caused.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine perspektivische Ansicht bzw. eine schematische Draufsicht auf eine Laser-Zeicheneinrich­ tung nach der Erfindung. Fig. 3 zeigt schematisch die Hauptkomponenten der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Laser-Zeicheneinrichtung. Figs. 1 and 2 show a perspective view and a schematic plan view of a laser Zeicheneinrich processing according to the invention. Fig. 3 schematically shows the main components of the laser drawing device shown in Figs. 1 and 2.

Die Laser-Zeicheneinrichtung 11 enthält einen Argonlaser (Ar-Laser) 12, Strahlenumlenker 13, 23 bis 25, 28 bis 30, 35, 41, 44, 45 und 54, Einstell-Zielscheiben 15, 17 und 33, ein teildurchlässiges Prisma 16 (half prism), einen teil­ durchlässigen Strahlteiler (Halbspiegel) 14, sowie Linsen 52, 53, 65, 71 auf einem Tisch 10. Die Laser-Zeichenein­ richtung 11 enthält ferner akustooptische Modulatoren 19 und 20, Strahlenaufteiler 21 und 22, optische Sammellinsen­ systeme 26, 31, 27 und 32 zur Änderung des Teilungsabstan­ des, akustooptische Modulatoren mit acht Kanälen 36 und 37, einen Strahlumlenker 38, ein optisches Sammellinsensystem 34, eine λ/2-Platte 39, einen Polariationsstrahlteiler 40, eine Bilddrehvorrichtung 43, einen Polygonspiegel 46, eine fR-Linse 47, eine Sammellinse 48 für eine Y-Maßeinteilung, eine Sammellinse 49, einen Y-Maßstab 50, einen Spiegel 60, Beobachtungsspiegel 51a und 51b, sowie einen Fotodetektor 62 für den Y-Maßstab. Die Einstell-Zielscheiben 15, 17 und 33 dienen als Bezugsmarkierungen, die zum Überprüfen und Erstellen der optischen Bahnen der Strahlgruppen L2 und L3 und des Beobachtungsstrahls Lm dienen, wenn der Ar-Laser 12 ausgetauscht wird.The laser drawing device 11 contains an argon laser (Ar laser) 12 , beam deflectors 13 , 23 to 25 , 28 to 30 , 35 , 41 , 44 , 45 and 54 , setting targets 15 , 17 and 33 , a partially transparent prism 16 ( half prism), a partially transmissive beam splitter (half mirror) 14 , and lenses 52 , 53 , 65 , 71 on a table 10 . The laser sign device 11 also contains acousto-optical modulators 19 and 20 , beam splitters 21 and 22 , optical converging lens systems 26 , 31 , 27 and 32 for changing the pitch of the acousto-optical modulators with eight channels 36 and 37 , a beam deflector 38 , an optical Collecting lens system 34 , a λ / 2 plate 39 , a polarization beam splitter 40 , an image rotating device 43 , a polygon mirror 46 , an fR lens 47 , a collecting lens 48 for a Y-graduation, a collecting lens 49 , a Y-scale 50, a mirror 60 , observation mirror 51 a and 51 b, and a photodetector 62 for the Y scale. The targeting targets 15 , 17 and 33 serve as reference marks which serve to check and establish the optical paths of the beam groups L2 and L3 and the observation beam Lm when the Ar laser 12 is replaced.

Weiterhin ist eine Substrat-Einstellvorrichtung (nicht dar­ gestellt) nahe der Laser-Zeicheneinrichtung 11 vorgesehen, um ein Substrat S auf einem Zeichentisch T zu halten (vgl. die zweigepunktete gestrichelte Linie in Fig. 1). Die Substrateinstellvorrichtung hat einen Z-Tisch (nicht darge­ stellt), der in Z-Richtung, d. h. in eine Nebenabtastrich­ tung des Polygonspiegels 46 entsprechend der Querrichtung in Fig. 1 bewegbar ist, und eine Schwenkvorrichtung (nicht dargestellt), die um eine Drehwelle (nicht dargestellt) in vertikaler Richtung in Fig. 1 verschwenkbar ist.Furthermore, a substrate setting device (not shown) is provided near the laser drawing device 11 in order to hold a substrate S on a drawing table T (cf. the two-dot chain line in FIG. 1). The substrate setting device has a Z table (not shown), which is movable in the Z direction, ie in a secondary scanning device of the polygon mirror 46 corresponding to the transverse direction in FIG. 1, and a pivoting device (not shown) which is rotated about a rotary shaft ( not shown) is pivotable in the vertical direction in Fig. 1.

Der Ar-Laser 12 ist vom wassergekühlten Typ mit einer Aus­ gangsleistung von 1,8 W, der einen Laserstrahl L1 mit einer Wellenlänge von 488 nm emittiert. Die akustooptischen Modu­ latoren 19 und 20 dienen zum Einstellen der Intensität bzw. der Leistung der Strahlen L2 und L3, die durch das teil­ durchlässige Prisma 16, welches als Strahlteiler wirkt, er­ zeugt werden, so daß die Leistungen der Strahlen L2 und L3 identisch sind. Die akustooptischen Modulatoren 19 und 20 ermöglichen auch eine Feinjustierung bezüglich der Neigung der Reflexionsflächen 46a (Fig. 18) des Polygonspiegels 46 abhängig von Daten über die Neigung jeder reflektierenden Fläche 46a, die in einem Speicher (nicht dargestellt) einer Steuerung 8 abgespeichert sind. Damit die akustooptischen Modulatoren 19 und 20 nicht überlastet werden, werden ihnen die Strahlen L2 und L3 zugeführt, die sich durch Aufteilen des Laserstrahls L1 ergeben.The Ar laser 12 is of the water-cooled type with an output power of 1.8 W, which emits a laser beam L1 with a wavelength of 488 nm. The acousto-optical modulators 19 and 20 are used to adjust the intensity or the power of the beams L2 and L3, which are generated by the partially transparent prism 16 , which acts as a beam splitter, so that the powers of the beams L2 and L3 are identical . The acousto-optical modulators 19 and 20 also allow fine adjustment with respect to the inclination of the reflection surfaces 46 a ( FIG. 18) of the polygon mirror 46 depending on data on the inclination of each reflecting surface 46 a, which are stored in a memory (not shown) in a controller 8 . So that the acousto-optical modulators 19 and 20 are not overloaded, the beams L2 and L3 are fed to them, which result from splitting the laser beam L1.

Die von den akustooptischen Modulatoren 19 und 20 ausgesen­ deten Strahlen L2 und L3 fallen auf die Strahlaufteiler (erste Einstellmittel) 21 und 22 auf, in denen die Strahlen L2 und L3 jeweils in acht erste Zeichenstrahlen L5 und acht zweite Zeichenstrahlen L6 aufgeteilt werden. Wie aus Fig. 12 zu sehen ist, haben die Strahlaufteiler 21 und 22 jeweils acht Emissionslöcher h, die in Längsrichtung, d. h. in vertikaler Richtung in Fig. 12, ausgerichtet sind. Die Strahlaufteiler 21 und 22 sind durch die Schwenkeinstell­ vorrichtung 79 (Fig. 10) schwenkbar gelagert und können um jeweilige Schwenkwellen koaxial zu den jeweils obersten Emissionslöchern h in die durch den Pfeil A bezeichnete Richtung verdreht werden.The beams L2 and L3 emitted by the acousto-optical modulators 19 and 20 are incident on the beam splitters (first setting means) 21 and 22 , in which the beams L2 and L3 are each divided into eight first drawing beams L5 and eight second drawing beams L6. As can be seen from FIG. 12, the beam splitters 21 and 22 each have eight emission holes h, which are aligned in the longitudinal direction, ie in the vertical direction in FIG. 12. The beam splitters 21 and 22 are pivotally supported by the swivel adjustment device 79 ( FIG. 10) and can be rotated coaxially to the respective top emission holes h in the direction indicated by the arrow A by respective swivel shafts.

Die Strahlaufteiler 21 und 22 enthalten jeweils eine Viel­ zahl optischer Elemente 100 (Fig. 5) in Plattenform, die durch Klebetrennflächen 101 miteinander verklebt oder ver­ kittet sind und dann unter einem Winkel von 45° in bezug auf die Klebetrennflächen geschnitten und danach in Rahmen 102 eingeschlossen sind. Die Trennflächen 101 lassen teil­ weise die Strahlen L2 bzw. L3, welche auf die obersten Ein­ fallöcher ha einfallen, die auf den Rückflächen der Strahl­ aufteiler 21 und 22 ausgebildet sind durch und reflektieren sie teilweise.The beam splitters 21 and 22 each contain a large number of optical elements 100 ( FIG. 5) in plate form, which are glued or cemented together by adhesive separation surfaces 101 and then cut at an angle of 45 ° with respect to the adhesive separation surfaces and then in frame 102 are included. The parting surfaces 101 partially let the rays L2 and L3, which are incident on the uppermost holes A, which are formed on the rear surfaces of the beam splitters 21 and 22 and partially reflect them.

Die Schwenkeinstellvorrichtung 79 enthält ein Basisteil 80 (Fig. 10), das auf einem Tisch 10 der Laser-Zeicheneinrich­ tung 11 befestigt ist, eine feststehende Wand 81, die von dem Basisteil 80 nach oben ragt, und einen Halter 82, der vom oberen Ende der Wand 81 ausgeht und parallel zum Basis­ teil 80 verläuft, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Die Wand 81 hat einen Mikrometerkopf 84, der sich in Querrichtung in Fig. 10 erstreckt, d. h. in Z-Richtung in Fig. 1. Der Halter 82 ist mit einer Schwenkwelle 83 versehen, die koaxial zum obersten Emissionsloch h des Stahlaufteilers 21 bzw. 22 verläuft. Der Strahlaufteiler 21 bzw. 22 ist im Gegenuhr­ zeigersinn in Fig. 10 um die Schwenkachse 83 durch ein Vor­ spannmittel (nicht dargestellt) vorgespannt. Eine Spindel 85 des Mikrometerkopfes 84 liegt mit ihrem vorderen Ende am unteren Ende des Strahlaufteilers 21 bzw. 22 an, so daß, wenn die Spindel 85 in Längsrichtung hin und herbewegt wird, eine Schwenkbewegung des Strahlaufteilers 21 bzw. 22 um die Schwenkachse 83 in Richtung A stattfindet und die ausgerichteten Zeichenstrahlen L5 bzw. L6 um die Achse der Schwenkwelle 83 (Fig. 19) verschwenkt werden, wodurch die Zeichenstrahlen L5 und L6 parallel zueinander ausgerichtet werden.The pivot adjuster 79 includes a base 80 ( FIG. 10) which is mounted on a table 10 of the laser sign 11 , a fixed wall 81 which projects upward from the base 80 , and a holder 82 which extends from the upper end the wall 81 goes out and runs parallel to the base part 80 , as shown in Fig. 10. The wall 81 has a micrometer head 84 which extends in the transverse direction in FIG. 10, ie in the Z direction in FIG. 1. The holder 82 is provided with a pivot shaft 83 which is coaxial with the uppermost emission hole h of the steel splitter 21 or 22 runs. The beam splitter 21 or 22 is biased counterclockwise in Fig. 10 about the pivot axis 83 by a pre-tensioning means (not shown). A spindle 85 of the micrometer head 84 rests with its front end on the lower end of the beam splitter 21 or 22 , so that when the spindle 85 is reciprocated in the longitudinal direction, a pivoting movement of the beam splitter 21 or 22 about the pivot axis 83 in the direction A takes place and the aligned character beams L5 and L6 are pivoted about the axis of the pivot shaft 83 ( FIG. 19), as a result of which the character beams L5 and L6 are aligned parallel to one another.

Die Gruppe der ersten Zeichenstrahlen L5, die vom Strahl­ aufteiler 21 ausgesendet werden, fällt auf zwei optische Sammelsysteme 26 und 31, die zur Änderung des Teilungsab­ standes dienen. Die Gruppe der zweiten Zeichenstrahlen L6, die vom Strahlaufteiler 22 ausgesendet werden, fällt auf die optischen Sammelsysteme 27 und 32. Die optischen Syste­ me 26, 31 und 27, 32 ändern die Teilungsabstände der acht ersten Zeichenstrahlen L5 sowie der acht zweiten Zeichen­ strahlen L6, so daß die jeweiligen Teilungsabstände den Teilungsabständen der akustooptischen 8-Kanal-Modulatoren 36 und 37 entsprechen.The group of the first character beams L5, which are emitted by the beam splitter 21 , falls on two optical collection systems 26 and 31 , which serve to change the spacing. The group of the second character beams L6, which are emitted by the beam splitter 22 , falls on the optical collection systems 27 and 32 . The optical syste me 26 , 31 and 27 , 32 change the pitch of the eight first character beams L5 and the eight second characters L6 rays, so that the respective spacing corresponds to the pitch of the 8-channel acousto-optic modulators 36 and 37 .

Die optischen Systeme 26 und 31 zum Ändern des Teilungsab­ standes sind in der Y-Richtung (Fig. 1, 13, 14) durch die Y-Einstellvorrichtung 91 (Fig. 13) bewegbar und einstell­ bar, um die erste Gruppe der ausgerichteten Zeichenstrahlen L5 in Richtung der zweiten Gruppe der ausgerichteten Zei­ chenstrahlen L6 (Fig. 20) zu bewegen. Somit bilden die op­ tischen Systeme 26 und 31 eine zweite Einstellvorrichtung, um die Abweichung der Gruppen von Strahlen in Y-Richtung abzugleichen.The optical systems 26 and 31 for changing the pitch are movable in the Y direction ( FIGS. 1, 13, 14) by the Y adjusting device 91 ( FIG. 13) and adjustable to the first group of the aligned character rays L5 to move in the direction of the second group of aligned character beams L6 ( FIG. 20). Thus, the optical systems 26 and 31 form a second adjustment device in order to adjust the deviation of the groups of rays in the Y direction.

Die Y-Einstellvorrichtung 91 enthält eine stationäre Wand 93, die von der Basis 92 nach oben ragt, sowie eine beweg­ liche Wand 94, die in vertikaler Richtung, d. h. in Y-Richtung in Fig. 13 bewegbar ist. Der Mikrometerkopf 95 ist im oberen Teil der beweglichen Wand 94 montiert und verläuft in vertikaler Richtung. Durch die Wand 94 verläuft ein Loch 94a, in welchem das optische System 26 (31) befe­ stigt ist. Die Wand 93 hat ein Loch 93a, in welchem ein ringförmiges Teil 26a (31a) des optischen Systems 26 (31) beweglich eingesetzt ist.The Y-adjusting device 91 includes a stationary wall 93 which projects upward from the base 92 , and a movable wall 94 which is movable in the vertical direction, ie in the Y direction in FIG. 13. The micrometer head 95 is mounted in the upper part of the movable wall 94 and extends in the vertical direction. Through the wall 94 runs a hole 94 a, in which the optical system 26 ( 31 ) is BEFE Stigt. The wall 93 has a hole 93 a, in which an annular part 26 a ( 31 a) of the optical system 26 ( 31 ) is movably inserted.

Das Loch 93a hat einen größeren Durchmesser als das ring­ förmige Teil 26a (31a), so daß es möglich ist, daß sich letzteres darin mit der beweglichen Wand 94 bewegen kann. Die Wand 94 ist durch ein Vorspannmittel (nicht darge­ stellt) in vertikaler Richtung vorgespannt, um das optische System 26 (31) und den Mikrometerkopf 95 in dieselbe Rich­ tung vorzuspannen. Demzufolge wird die Spindel 26 des Mikrometerkopfes 95 an ihrem vorderen Ende gegen das obere Teil der stationären Wand 93 gedrückt. Durch den Aufbau der Y-Einstellvorrichtung 91 kann das optische System 26 (31) in vertikaler Richtung (Y-Richtung) durch die bewegliche Wand 94 verschoben und justiert werden, wenn die Spindel 96 durch den Mikrometerkopf 95 hin und her bewegt wird.The hole 93 a has a larger diameter than the ring-shaped part 26 a ( 31 a), so that it is possible that the latter can move therein with the movable wall 94 . The wall 94 is biased in the vertical direction by a biasing means (not shown) to bias the optical system 26 (FIG. 31 ) and the micrometer head 95 in the same direction. As a result, the spindle 26 of the micrometer head 95 is pressed against the upper part of the stationary wall 93 at its front end. With the construction of the Y adjusting device 91 , the optical system 26 ( 31 ) can be displaced and adjusted in the vertical direction (Y direction) by the movable wall 94 when the spindle 96 is moved back and forth by the micrometer head 95 .

Der Strahlumlenker 38 und der Polarisations-Strahlteiler 40, die eine Z-Einstellvorrichtung (dritte Einstellvorrich­ tung) bilden, werden bewegt, um die ersten Zeichenstrahlen L5 in Z-Richtung, d. h. hin zu den zweiten Zeichenstrahlen L6 (Fig. 21) zu verstellen, wodurch die Lagebeziehung zwi­ schen den beiden Zeichenstrahlen L5, L6 justierbar wird. Der Strahlumlenker 38 wird um die Schwenkachse 38a (Fig. 2) verdreht, die in Y-Richtung verläuft, um die ersten Zei­ chenstrahlen L5 in Z-Richtung zu verstellen. Der Polarisa­ tions-Strahlteiler 40 ist durch die Z-Einstellvorrichtung 85 (Fig. 15) gelagert, so daß er in Z-Richtung bewegt wer­ den kann.The beam deflector 38 and the polarization beam splitter 40 , which form a Z setting device (third setting device), are moved in order to move the first drawing beams L5 in the Z direction, ie towards the second drawing beams L6 ( FIG. 21), whereby the positional relationship between the two drawing beams L5, L6 is adjustable. The beam deflector 38 is rotated about the pivot axis 38 a ( FIG. 2), which extends in the Y direction, to adjust the first zei rays L5 in the Z direction. The polarization beam splitter 40 is supported by the Z setting device 85 ( FIG. 15) so that it can be moved in the Z direction.

Die Z-Einstellvorrichtung 85 enthält eine Basis 86, die auf dem Tisch 10 der Laser-Zeicheneinrichtung 11 befestigt ist, ein bewegliches Teil 87, das in Y-Richtung relativ zur Ba­ sis 86 bewegt werden kann, und einen Mikrometerkopf 89, der auf der Basis 86 gelagert ist und sich in Y-Richtung er­ streckt. Der Polarisations-Strahlteiler 40 ist auf dem be­ weglichen Teil 87 befestigt, so daß die teildurchlässige Spiegeloberfläche 40a unter einem Winkel von 45° in Z-Richtung geneigt ist. Das bewegliche Teil 87 ist durch Vorspannmittel (nicht dargestellt) in Richtung des Mikrome­ terkopfes 89, d. h. in Richtung links in Fig. 15, vorge­ spannt, so daß eine Seitenfläche gegen das vordere Ende der Spindel 90 des Mikrometerkopfes 89 gedrückt wird. Wenn die Spindel 90 in Längsrichtung durch Betätigen des Mikrometer­ kopfes 89 bewegt wird, so bewegt sich der Polarisations- Strahlteiler 40 in Z-Richtung und verstellt die ersten Zei­ chenstrahlen L5 in Z-Richtung (Fig. 16).The Z adjusting device 85 includes a base 86 which is fixed on the table 10 of the laser drawing device 11 , a movable part 87 which can be moved in the Y direction relative to the base 86 , and a micrometer head 89 which is on the Base 86 is mounted and it extends in the Y direction. The polarization beam splitter 40 is attached to the movable part 87 , so that the partially transparent mirror surface 40 a is inclined at an angle of 45 ° in the Z direction. The movable part 87 is pre-tensioned by biasing means (not shown) in the direction of the micrometer head 89 , ie in the direction to the left in FIG. 15, so that a side surface is pressed against the front end of the spindle 90 of the micrometer head 89 . When the spindle 90 is moved in the longitudinal direction by actuating the micrometer head 89 , the polarization beam splitter 40 moves in the Z direction and adjusts the first character rays L5 in the Z direction ( FIG. 16).

Der Polarisations-Strahlteiler 40 bildet ein Strahlenkombi­ nationsmittel, um die erste Gruppe von ausgerichteten Zei­ chenstrahlen L5, die durch den Strahlumlenker 38 abgelenkt sind, und die zweite Gruppe von ausgerichteten Zeichen­ strahlen L6, die durch die λ/2-Platte 39 mit einem vorgege­ benen Teilungsabstand in Y-Richtung geleitet werden, auszu­ richten. Die Polarisationsrichtung der ersten Zeichenstrah­ len L5 wird nicht geändert. Sie werden durch die teildurch­ lässige Spiegelfläche 40a um 90° abgelenkt. Die Polarisati­ onsrichtung der zweiten Zeichenstrahlen L6 wird um 90° in bezug auf die Polarisationsrichtung der ersten Zeichen­ strahlen L5 durch die λ/2-Platte 39 geändert, um sie dann durch die teildurchlässige Spiegeloberfläche 40a hindurch­ zuleiten. Somit werden die Zeichenstrahlen L5 und L6 mit einer Differenz von 90° in der Polarisationsrichtung durch den Polarisations-Strahlteiler 40 kombiniert, um einander abwechselnd längs einer Linie in Y-Richtung ausgerichtet zu werden. The polarization beam splitter 40 forms a beam combination means to radiate the first group of aligned character beams L5 which are deflected by the beam deflector 38 and the second group of aligned characters L6 which pass through the λ / 2 plate 39 with a level spacing in the Y direction are to be aligned. The direction of polarization of the first character beam L5 is not changed. You are deflected by the partially transparent mirror surface 40 a by 90 °. The polarization-onsrichtung the second character beams L6 is changed by 90 ° rays with respect to the polarization direction of the first mark L5 by the λ / 2 plate 39 in order to then pass through the partially transparent mirror surface 40 a therethrough. Thus, the character beams L5 and L6 are combined with a difference of 90 ° in the polarization direction by the polarization beam splitter 40 to be aligned alternately along a line in the Y direction.

Die Modulatoren 36 und 37 bestehen beispielsweise jeweils aus einem Kristall aus Telluriumdioxid, welches einen aku­ stooptischen Effekt zeigt, bei dem der Brechungsindex des Kristalls geringfügig proportional zur Frequenz einer Ultraschallwelle geändert wird, die auf den Kristall ein­ wirkt.The modulators 36 and 37 each consist, for example, of a crystal of tellurium dioxide, which shows an acu-stooptic effect, in which the refractive index of the crystal is changed slightly in proportion to the frequency of an ultrasonic wave that acts on the crystal.

Die akustooptischen Modulatoren 36 und 37 erzeugen eine be­ stimmte Ausbreitungswellenform einer Ultraschallwelle in­ nerhalb des Kristalls, um den Laserstrahl zu beugen, wenn ein hochfrequentes elektrisches Feld an Wandlern angelegt wird, die an einander gegenüberliegenden Enden des Kri­ stalls vorgesehen sind. Wenn kein hochfrequentes elektri­ sches Feld angelegt wird, wird der Laserstrahl, der auf dem Kristall unter einem Bragg-Winkel einfällt, durch die aku­ stooptischen Modulatoren übertragen. Demzufolge kann eine EIN/AUS-Steuerung der einfallenden Strahlen L5 und L6 auf einfache Weise durch Einschalten eines hochfrequenten elek­ trischen Feldes an die akustooptischen Modulatoren 36 und 37 erfolgen. Jeder akustooptische Modulator 36 und 37 hat acht Kanäle, die so ausgerichtet sind, daß sie die ausge­ richteten Zeichenstrahlen L5 (L6) empfangen und die einfal­ lenden Strahlen in Querrichtung (Z-Richtung in Fig. 1) mo­ dulieren.The acousto-optic modulators 36 and 37 generate a certain propagation waveform of an ultrasonic wave within the crystal to diffract the laser beam when a high frequency electric field is applied to transducers provided at opposite ends of the crystal. If no high-frequency electric field is applied, the laser beam, which is incident on the crystal at a Bragg angle, is transmitted through the acousto-optical modulators. Accordingly, ON / OFF control of the incident beams L5 and L6 can be easily accomplished by turning on a high-frequency electric field to the acousto-optic modulators 36 and 37 . Each acousto-optical modulator 36 and 37 has eight channels, which are aligned so that they receive the aligned character beams L5 (L6) and modulate the incident beams in the transverse direction (Z direction in FIG. 1).

Die akustooptischen 8-Kanal-Modulatoren 36 und 37 dienen dazu, den Unterschied in der Intensität bzw. Lichtleistung zwischen den acht ersten Zeichenstrahlen L5 und den acht zweiten Zeichenstrahlen L6 auszugleichen. Die Modulatoren 36 und 37 dienen auch dazu, die Zeichenstrahlen L5 und L6 durch die Steuerung 8 abhängig von vorbestimmten Daten un­ abhängig voneinander zu steuern. Dadurch werden die ersten und die zweiten Zeichenstrahlen L5 und L6 unabhängig von­ einander mit EIN/AUS-Zeichendaten versehen, wie noch weiter unten beschrieben wird. The acousto-optical 8-channel modulators 36 and 37 serve to compensate for the difference in intensity or light output between the eight first drawing beams L5 and the eight second drawing beams L6. The modulators 36 and 37 also serve to independently control the character beams L5 and L6 by the controller 8 depending on predetermined data. Thereby, the first and second character beams L5 and L6 are independently provided with ON / OFF character data, as will be described later.

Die fR-Linse dient dazu, eine gleiche Zeichengeschwindig­ keit für die Zeichenstrahlen einzustellen, mit denen die Zeichenfläche unter Verwendung des Polygonspiegels 46 abge­ tastet wird. Die fR-Linse 47 trägt dazu bei, daß das Pro­ blem eliminiert wird, daß die Position des Punktbildes der Zeichenstrahlen auf der Abtastoberfläche der Tischfläche T (Fig. 1) nicht proportional dem Ablenkwinkel R ist, sondern durch tanR bestimmt ist, und die Abtastgeschwindigkeit im oberen Abschnitt der Abtastoberfläche erhöht ist. Die fR-Linse 47 enthält mehrere konvexe und konkave Linsen, wobei die Bildhöhe des Punktbildes auf der Abtastoberfläche pro­ portional dem Ablenkwinkel o, definiert durch den reflek­ tierten Strahl und die optische Achse der fR-Linse, ist, so daß die Zeichenstrahlen mit gleicher Abtastgeschwindigkeit bzw. Zeichengeschwindigkeit bewegt werden können.The fR lens is used to set the same drawing speed for the drawing beams with which the drawing surface is scanned using the polygon mirror 46 . The fR lens 47 helps to eliminate the problem that the position of the point image of the character rays on the scanning surface of the table surface T ( Fig. 1) is not proportional to the deflection angle R, but is determined by tanR, and the scanning speed is increased in the upper portion of the scanning surface. The fR lens 47 contains a plurality of convex and concave lenses, the image height of the point image on the scanning surface being proportional to the deflection angle o, defined by the reflected beam and the optical axis of the fR lens, so that the drawing beams are at the same scanning speed or character speed can be moved.

Daraus folgt, daß es möglich ist, das Substrat mit den Zei­ chenstrahlen mit gleicher Geschwindigkeit abzutasten. Es besteht jedoch das folgende Problem: Da die durch den Poly­ gonspiegel 46 reflektierten Zeichenstrahlen in der Neben- Abtastrichtung (Z-Richtung) des Polygonspiegels 46 während des Abtastens ausgerichtet sind, wie in Fig. 26 dargestellt ist, wird der Abstand des Ortes von der optischen Achse, an dem die Zeichenstrahlen durch die fR-Linse 47 hindurchge­ hen, größer, wenn die Höhe der Zeichenstrahlen in der Neben-Abtastrichtung zunimmt, so daß das gezeichnete Bild i in Fig. 27 verzerrt sein kann.It follows that it is possible to scan the substrate with the zei rays at the same speed. However, there is the following problem: Since the character rays reflected by the polygon mirror 46 are aligned in the sub-scanning direction (Z direction) of the polygon mirror 46 during scanning, as shown in Fig. 26, the distance of the location from that optical axis at which the character rays pass through the fR lens 47 becomes larger as the height of the character rays increases in the sub-scanning direction, so that the drawn image i in Fig. 27 may be distorted.

Um dieses Problem zu lösen, werden folgende Verbesserungen bei der Zeicheneinrichtung 11 nach der vorliegenden Erfin­ dung vorgenommen.In order to solve this problem, the following improvements are made to the drawing device 11 according to the present invention.

Es wird die folgende Beziehung (1) eingehalten:The following relationship ( 1 ) is maintained:

y = f×δ cosγ
z = f×δ sinγ
δ = cos-1 {2cosα×cos²ω-cosα}
γ = tan-1 {sinα/(2cosα×sinω×cosω)} (δsinγ-α) < p/f.
y = f × δ cosγ
z = f × δ sinγ
δ = cos -1 {2cosα × cos²ω-cosα}
γ = tan -1 {sinα / (2cosα × sinω × cosω)} (δsinγ-α) <p / f.

Darin ist f die Brennweite der fR-Linse 47, y die Bildhöhe in der Haupt-Abtastrichtung Y des Polygonspiegels 46, z die Bildhöhe in der Neben-Abtastrichtung Z des Polygonspiegels 46, α der Einfallswinkel des Zeichenstrahls auf die Refle­ xionsfläche 46a des Polygonspiegels 46 in der Neben-Ab­ tastrichtung Z senkrecht zur Haupt-Abtastrichtung Y, ω der Winkel der Linie m senkrecht zur Reflexionsfläche 46a des Polygonspiegels 46 in bezug auf die Halbierende zwischen der optischen Achse O der fR-Linse 47 und der Achse R des einfallenden Strahls, p der Teilungsabstand der ausgerich­ teten Zeichenstrahlen L5 und L6 (Fig. 7), δ der Winkel zwi­ schen dem durch die Reflexionsfläche 46a reflektierten Zei­ chenstrahl L5, L6 und der optischen Achse O der fR-Linse 47, und γ der Winkel zwischen einer Linie, die einen Bild­ erzeugungspunkt der durch die Reflexionsfläche 46a reflek­ tierten Zeichenstrahlen L5, L6 auf der Zeichenoberfläche mit einem Schnittpunkt auf der optischen Achse O der fR-Linse 47 der Zeichenoberfläche verbindet, und der Neben-Ab­ tastrichtung Y (vgl. Fig. 4 bis 7).Therein, f is the focal length of the fR lens 47 , y the image height in the main scanning direction Y of the polygon mirror 46 , z the image height in the sub-scanning direction Z of the polygon mirror 46 , α the angle of incidence of the drawing beam on the reflection surface 46 a of the polygon mirror 46 vertically in the side-down scan direction Z to the main scanning direction Y, the angle of the line ω m perpendicular to the reflecting surface 46 a of the polygon mirror 46 with respect to the bisector between the optical axis O of the f-lens 47 and the axis R of the incident beam, p is the pitch of being rich ended characters beams L5 and L6 (Fig. 7), the angle δ Zvi rule to by the reflecting surface 46 a reflected Zei chenstrahl L5, L6 and the optical axis O of the f-lens 47 and γ the angle between a line connecting the generation point of an image by the reflection surface 46 a mark reflectors oriented rays L5, L6 on the drawing surface with an intersection point on the optical axis O de r fR lens 47 connects the drawing surface, and the secondary scanning direction Y (cf. FIGS. 4 to 7).

Zu beachten ist, daß der Winkel ω durch die Normale m auf der Reflexionsfläche 46a und der optischen Achse O der fR-Linse 47 definiert ist, d. h. die Bezugsgröße des Drehwin­ kels ω des Polygonspiegels 46 ist dann gegeben, wenn die Normale m den Winkel β halbiert, der durch die einfallenden Zeichenstrahlen L5 und L6 und der optischen Achse O der fR-Linse 47 definiert ist, wie aus Fig. 9 zu erkennen ist.It should be noted that the angle ω is defined by the normal m on the reflection surface 46 a and the optical axis O of the fR lens 47 , ie the reference value of the rotation angle ω of the polygon mirror 46 is given when the normal m is the angle β, which is defined by the incident character rays L5 and L6 and the optical axis O of the fR lens 47 , as can be seen from FIG. 9.

Demzufolge kann durch Verwenden eines Polygonspiegels 46 als Abtastvorrichtung und einer fR-Linse (optisches Ab­ tastsystem) als Strahlbündelungsvorrichtung für die Zei­ chenstrahlen L5 und L6 die Verzerrung des gezeichneten Bil­ des i in der Neben-Abtastrichtung kleiner ausfallen als ein Teilungsabstand p der Zeichenstrahlen (vgl. Fig. 7).Accordingly, by using a polygon mirror 46 as a scanning device and an fR lens (optical scanning system) as a beam focusing device for the character rays L5 and L6, the distortion of the drawn image i in the sub-scanning direction can be smaller than a pitch p of the character rays (cf. Fig. 7).

Da ein Abschnitt der fR-Linse 47, der nahe der optischen Achse O liegt, zum Zeichnen verwendet wird, oder mit ande­ ren Worten, da Randteile der Linse, die Verzerrungen her­ vorrufen können, zum Zeichnen nicht genutzt werden, wird die Verzerrung des gezeichneten Bildes i minimal. Somit kann ein Bild mit hoher Qualität erzeugt werden, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Wie der oben angegebenen Beziehung zu entnehmen ist, ist es vorzuziehen, eine fR-Linse 47 mit langer Brennweite f zu verwenden, um die Verzerrungen des gezeichneten Bildes i so klein wie möglich zu machen.Since a portion of the fR lens 47 which is close to the optical axis O is used for drawing, or in other words, since edge portions of the lens which can cause distortions are not used for drawing, the distortion of the drawn becomes Image i minimal. Thus, a high quality image can be produced as shown in FIG. 8. As can be seen from the above relationship, it is preferable to use a fR lens 47 with a long focal length f in order to minimize the distortion of the drawn image i.

Obwohl die fR-Linse 47 in den Figuren als eine einzelne Linse dargestellt ist, besteht sie in Wirklichkeit aus meh­ reren miteinander verkitteten konvexen und konkaven Linsen, wie bereits weiter oben erwähnt worden ist.Although the fR lens 47 is shown in the figures as a single lens, it actually consists of a plurality of cemented convex and concave lenses, as mentioned above.

Der Monitorstrahl Lm ist unabhängig von den Strahlen L2, L5 und L3, L6 und hat einen optischen Pfad, der um einen vor­ bestimmten Abstand von den optischen Pfaden der Zeichen­ strahlen L5 und L6 beabstandet ist. Der Monitorstrahl Lm wird durch die Spiegel 54 und 25 abgelenkt und breitet sich längs eines optischen Pfads aus, der, wie erwähnt, von den optischen Pfaden der Zeichenstrahlen L5 und L6 um einen vorbestimmten Abstand beabstandet ist. Danach wird der Mo­ nitorstrahl durch die Spiegel 35 und 60 abgelenkt und nä­ hert sich den Zeichenstrahlen L5 und L6. Der Monitorstrahl Lm verläuft dann entlang eines optischen Pfads nahe den op­ tischen Pfaden der Zeichenstrahlen L5 und L6 durch die Linse 71, den Strahlenablenker 41 und den Linsen 52 etc.The monitor beam Lm is independent of the beams L2, L5 and L3, L6 and has an optical path which is spaced a predetermined distance from the optical paths of the character beams L5 and L6. The monitor beam Lm is deflected by the mirrors 54 and 25 and propagates along an optical path which, as mentioned, is spaced apart from the optical paths of the character beams L5 and L6 by a predetermined distance. Thereafter, the monitor beam is deflected by the mirrors 35 and 60 and approaches the drawing beams L5 and L6. The monitor beam Lm then runs along an optical path near the optical paths of the drawing beams L5 and L6 through the lens 71 , the beam deflector 41 and the lenses 52 etc.

Die Bilddrehvorrichtung 43 enthält ein Spiegelsystem, wel­ ches die 16 ausgerichteten Strahlen der Zeichenstrahlen L5 und L6 auf das Substrat S, das auf der Zeichentischoberflä­ che T angeordnet ist, beim Scannen durch den Polygonspiegel 46 unter einem vorbestimmten schrägen Winkel richtet. Ob­ wohl die 16 Strahlen der ersten Zeichenstrahlen L5 und der zweiten Zeichenstrahlen L6 längs einer Linie in der Haupt- Abtastrichtung, d. h. in der Y-Richtung, des Polygonspiegels 46, bevor sie auf die Bilddrehvorrichtung 43 auffallen, ausgerichtet sind, werden sie in bezug auf die Y-Richtung im Uhrzeigersinn um einen vorbestimmten Winkel gedreht, wenn sie von der Bilddrehvorrichtung 43 ausgesendet werden, wie beispielsweise in Fig. 19 zu sehen ist.The image rotating device 43 includes a mirror system which directs the 16 aligned beams of the drawing beams L5 and L6 onto the substrate S, which is arranged on the drawing table surface T, when scanning through the polygon mirror 46 at a predetermined oblique angle. Whether the 16 rays of the first character rays L5 and the second character rays L6 are aligned along a line in the main scanning direction, that is, in the Y direction, of the polygon mirror 46 before they are incident on the image rotating device 43 , they will be referred to the Y direction is rotated clockwise by a predetermined angle when sent out from the image rotating device 43 , as shown in Fig. 19, for example.

Die Zeichenstrahlen L5 und L6 und der Monitorstrahl Lm wer­ den durch die Strahlumlenker 44 und 45 abgelenkt und fallen danach auf die Reflexionsflächen 46a des Polygonspiegels 46 auf. Wenn der Polygonspiegel 46 um seine Drehwelle 73 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 18 sich dreht, so wird der Ablenkwinkel R kontinuierlich geändert, um die Zeichen­ strahlen L5 und L6 und den Monitorstrahl Lm durch die Re­ flexionsflächen 46a in der Abtastrichtung zu bewegen. Die Zeichenstrahlen L5 und L6 werden durch die fR-Linse 47 und die Kondensorlinse 49 geleitet und dann auf das Substrat S gerichtet, das auf der Tischoberfläche T angeordnet ist. Die Drehwelle 73 des Polygonspiegels 46 wird durch ein Lager (nicht dargestellt) gelagert, so daß seine Neigung in der Z-Richtung um einen Winkel β verschoben werden kann. Die Einhaltung eines rechten Winkels zwischen der Hauptab­ tastlinie in bezug auf die Nebenabtastlinie beim Poly­ gonspiegel 46 kann somit einfach und bei Bedarf eingestellt werden.The character beams L5 and L6 and the monitor beam Lm who are deflected by the beam deflectors 44 and 45 and then fall on the reflection surfaces 46 a of the polygon mirror 46 . When the polygon mirror 46 rotates about its rotary shaft 73 in the counterclockwise direction in Fig. 18, so the deflection angle R is continuously changed to the characters beams L5 and L6 and the monitor beam Lm by the Re flexionsflächen 46 a to move in the scanning direction. The character beams L5 and L6 are passed through the fR lens 47 and the condenser lens 49 and then directed onto the substrate S which is arranged on the table surface T. The rotary shaft 73 of the polygon mirror 46 is supported by a bearing (not shown) so that its inclination can be shifted by an angle β in the Z direction. Compliance with a right angle between the main scanning line with respect to the secondary scanning line in the polygon mirror 46 can thus be easily and if necessary adjusted.

Der durch die fR-Linse 47 und die Kondensorlinse 49 zusam­ men mit den Zeichenstrahlen L5 und L6 übertragene Monitor­ strahl Lm wird nachfolgend durch die Spiegel 51a und 51b reflektiert, um seine Richtung um 180° zu ändern, und fällt auf den Y-Maßstab 50 auf, der in der gleichen Position wie die Bildfläche der Tischfläche T angeordnet ist. Der Y-Maßstab 50 besteht aus einer Glasplatte, die mit einem oder mehreren Schlitzen versehen ist, um die Funktion eines Lineardekoders zu übernehmen. Der durch den Y-Maßstab 50 übertragene Monitorstrahl Lm wird reflektiert und durch längliche Spiegel 63 und 64 gebündelt und trifft dann ge­ bündelt durch die Kondensorlinse 48 auf den Fotodetektor 62 auf. Wenn die Positionen der 16 Strahlen der Zeichenstrah­ len L5 und L6 in Übereinstimmung mit der Position des Moni­ torstrahls Lm, detektiert durch den Fotodetektor 62, erfaßt werden, wird ein Steuerungssignal von der Steuerung 8 (z. B. einem Mikrocomputer) in Übereinstimmung mit den erhaltenen Detektionsdaten ausgesandt. Demzufolge werden die 16 Strah­ len der ersten und der zweiten Zeichenstrahlen L5 und L6 unabhängig voneinander gesteuert (d. h. ein- und ausgeschal­ tet), abhängig vom Steuersignal.The 49 together men by the f-lens 47 and the condenser lens with the characters beams L5 and L6 transmitted monitor beam Lm is referred by the mirrors 51 a and 51 b is reflected to change its direction by 180 °, and is incident on the Y Scale 50, which is arranged in the same position as the image surface of the table surface T. The Y-scale 50 consists of a glass plate which is provided with one or more slots in order to take on the function of a linear decoder. The transmitted by the Y-scale 50 monitor beam Lm is reflected and bundled by elongated mirrors 63 and 64 and then strikes ge through the condenser lens 48 on the photodetector 62 . When the positions of the 16 beams of the character beams L5 and L6 are detected in accordance with the position of the monitor beam Lm detected by the photodetector 62 , a control signal from the controller 8 (e.g., a microcomputer) is detected in accordance with the received detection data sent out. Accordingly, the 16 beams of the first and second drawing beams L5 and L6 are controlled independently (that is, switched on and off) depending on the control signal.

Die punktförmigen Strahlflecken der Zeichenstrahlen L5 und L6, die auf die Oberfläche T des Zeichentisches unter einem geringfügig schrägen Winkel auftreffen, werden durch die akustooptischen Modulatoren mit jeweils acht Kanälen so eingestellt, daß jeder Fleckdurchmesser beispielsweise 30 µm beträgt. Demzufolge kann eine Unregelmäßigkeit in der Strahlleistung unter den Strahlflecken, wie in Fig. 24 dar­ gestellt ist, eliminiert werden, wie aus Fig. 25 zu erken­ nen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Teilungsabstand zwischen den Strahlflecken, d. h. der Abtand a in Fig. 22, so durch die Modulatoren 36 und 37 einge­ stellt, daß er beispielsweise 5 µm beträgt.The punctiform beam spots of the drawing beams L5 and L6, which strike the surface T of the drawing table at a slightly oblique angle, are set by the acousto-optic modulators with eight channels each so that each spot diameter is, for example, 30 μm. As a result, an irregularity in the beam power under the beam spots as shown in FIG. 24 can be eliminated as can be seen from FIG. 25. In the illustrated embodiment, the pitch between the beam spots, ie the distance a in Fig. 22, is set by the modulators 36 and 37 so that it is, for example, 5 microns.

Die in den Fig. 22 bis 25 gezeigte Linie L, die durch die längs der Nebenabtastrichtung ausgerichteten Strahlflecken gezeichnet worden ist, wird durch geeignetes Ein- und Aus­ schalten der akustooptischen Modulatoren 36 und 37 erzeugt. Beim Zeichnen der Linie L ist es erforderlich, einen Ab­ stand c (Fig. 25) zwischen benachbarten Strahlflecken der Zeichenstrahlen L5 und L6 vorzusehen, um ein gegenseitiges Stören zu unterbinden. Wenn beispielsweise die Belichtung durch den Zeichenstrahl L6, der dem untersten Zeichenstrahl L5 benachbart ist, sofort nach Abschluß der Belichtung des untersten Zeichenstrahls L5 in Fig. 25 stattfindet, kann eine gerade Zeichenlinie L nicht erhalten werden. Die Steuerung 8 verzögert daher die Belichtung des nachfolgen­ den Zeichenstrahls L5 um eine vorbestimmte Verzögerungs­ zeit. Demzufolge kann der nachfolgende Strahlfleck des zweiten Zeichenstrahls L6 sich ordnungsgemäß dem vorange­ gangenen Strahlfleck des ersten Zeichenstrahls L5 anschlie­ ßen. Die in Fig. 25 gezeigte gerade Linie kann durch mehr­ faches Durchführen des Steuerprozesses erzeugt werden, wie oben erwähnt ist. Wenn beim Steuervorgang die Linie L wegen ungleichen Stellungen der Strahlflecken nicht gerade ist, wie in Fig. 22 zu sehen ist, wird die zeitliche Modulation der akustooptischen Modulatoren 36 und 37 abhängig vom Steuersignal variiert, das von der Steuerung 8 ausgegeben wird, um die Zeichenlinie L zu korrigieren, wie in Fig. 23 zu sehen ist.The line L shown in FIGS. 22 to 25, which has been drawn by the beam spots aligned along the sub-scanning direction, is generated by suitably switching the acousto-optical modulators 36 and 37 on and off. When drawing the line L, it is necessary to provide a distance c ( FIG. 25) between adjacent beam spots of the drawing beams L5 and L6 in order to prevent mutual interference. For example, if the exposure by the character beam L6, which is adjacent to the lowermost character beam L5, takes place immediately after the exposure of the lowermost character beam L5 in Fig. 25 is completed, a straight character line L cannot be obtained. The controller 8 therefore delays the exposure of the succeeding character beam L5 by a predetermined delay time. As a result, the subsequent beam spot of the second drawing beam L6 can properly join the previous beam spot of the first drawing beam L5. The straight line shown in Fig. 25 can be generated by performing the control process multiple times, as mentioned above. In the control process, if the line L is not straight due to unequal positions of the beam spots, as can be seen in Fig. 22, the time modulation of the acousto-optic modulators 36 and 37 is varied depending on the control signal output by the controller 8 by the character line Correct L as seen in Fig. 23.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Laser-Zeichenein­ richtung 11 erläutert. Zunächst wird das Substrat S, auf dem das Schaltungsmuster erzeugt werden soll, in eine ge­ eignete Lage gebracht, in der das Positionsloch (nicht dar­ gestellt) des Substrats mit einem entsprechenden Abschnitt der Substrateinstellvorrichtung (nicht dargestellt) ausge­ richtet ist. Wenn das Substrat S in diese Referenzposition gebracht worden ist, ist es in Z-Richtung bewegbar und um die Schwenkwelle (nicht dargestellt) durch den Z-Tisch und den Schwenkmechanismus (nicht dargestellt) der Substratein­ stellvorrichtung verschwenkbar.In the following the operation of the laser drawing device 11 is explained. First, the substrate S on which the circuit pattern is to be generated is brought into a suitable position in which the position hole (not shown) of the substrate is aligned with a corresponding section of the substrate setting device (not shown). When the substrate S has been brought into this reference position, it can be moved in the Z direction and can be pivoted about the pivot shaft (not shown) by the Z table and the pivot mechanism (not shown) of the substrate adjusting device.

In diesem Zustand wird der Ar-Laser 12 aktiviert, um einen Laserstrahl L1 auszusenden. Dieser Laserstrahl L1 wird durch den Strahlumlenker 13 abgelenkt, durch die Einstell- Zielscheiben 15 geleitet und fällt dann auf das teildurch­ lässige Prisma 16 auf, durch das der Laserstrahl in den Strahl L2, der geradeaus weiterläuft, und den Zeichenstrahl aufgeteilt wird, der um 90° in Richtung des Halbspiegels 14 abgelenkt wird. Der abgelenkte Strahl wird dann durch den Halbspiegel 14 in den Strahl L3, der um 90° abgelenkt wird und parallel zum zweiten Strahl L2 verläuft, und den Moni­ torstrahl Lm aufgeteilt, der auf den Spiegel 54 fällt und um 90° abgelenkt wird.In this state, the Ar laser 12 is activated to emit a laser beam L1. This laser beam L1 is deflected by the beam deflector 13 , passed through the adjusting targets 15 and then strikes the partially transparent prism 16 , through which the laser beam is split into the beam L2, which continues straight ahead, and the drawing beam, which is divided by 90 ° is deflected in the direction of the half mirror 14 . The deflected beam is then divided by the half mirror 14 into the beam L3, which is deflected by 90 ° and runs parallel to the second beam L2, and the monitor beam Lm, which falls on the mirror 54 and is deflected by 90 °.

Der Strahl L2 fällt nach Durchlaufen der Linse 65, der Ein­ stell-Zielscheibe 17 und der Linse 67 auf den akustoopti­ schen Modulator 19. Der Strahl L3 wird durch die Linsen 66 und 68 übertragen und fällt dann auf den akustooptischen Modulator 20. Durch die akustooptischen Modulatoren 19 und 20 wird der Unterschied in der Lichtmenge bzw. der Licht­ leistung zwischen den Strahlen L2 und L3 eliminiert. Die Strahlen L2 und L3 werden in acht erste Zeichenstrahlen L5 und acht zweite Zeichenstrahlen L6 durch die Strahlauftei­ ler 21 bzw. 22 aufgeteilt. Die Zeichenstrahlen L5 und L6 verlaufen parallel in Y-Richtung. Die Zeichenstrahlen L5 und L6 werden durch die optischen Bündelsysteme 26 und 27 zum Ändern des Teilungsabstandes geleitet, um 90° durch die Strahlumlenker 28 und 29 abgelenkt und dann auf die aku­ stooptischen Modulatoren 36 und 37 über die optischen Bün­ delungssysteme 31 und 32 zum Ändern des Teilungsabstandes geleitet.The beam L2 falls after passing through the lens 65 , the A-target 17 and the lens 67 on the acousto-optic modulator 19th Beam L3 is transmitted through lenses 66 and 68 and then falls on acousto-optic modulator 20 . By the acousto-optical modulators 19 and 20 , the difference in the amount of light or the light output between the beams L2 and L3 is eliminated. The beams L2 and L3 are divided into eight first drawing beams L5 and eight second drawing beams L6 by the beam splitters 21 and 22, respectively. The character beams L5 and L6 run parallel in the Y direction. The character beams L5 and L6 are passed through the optical bundle systems 26 and 27 to change the spacing, deflected by 90 ° by the beam deflectors 28 and 29 and then onto the acu sto-optical modulators 36 and 37 via the optical bundling systems 31 and 32 to change the Division distance.

Der Unterschied in der Lichtleistung zwischen den acht Strahlen des ersten und des zweiten Zeichenstrahls L5 und L6 wird durch den akustooptischen Effekt der Modulatoren 36 und 37 mit je acht Kanälen eliminiert. Die Zeichenstrahlen L5 und L6 werden durch die Steuerung 8 abhängig vom ge­ trennten Anlegen eines hochfrequenten elektrischen Feldes an die Modulatoren 36 und 37 moduliert bzw. ein- und ausge­ schaltet. The difference in light output between the eight beams of the first and second drawing beams L5 and L6 is eliminated by the acousto-optical effect of the modulators 36 and 37 , each with eight channels. The character beams L5 and L6 are modulated or switched on and off by the controller 8 depending on the separate application of a high-frequency electric field to the modulators 36 and 37 .

Die vom Modulator 36 ausgesendeten ersten Zeichenstrahlen L5 werden durch den Strahlablenker 38 um 90° abgelenkt. Die ersten Zeichenstrahlen L5 fallen dann auf den Polarisati­ ons-Strahlenteiler 40 auf und werden durch die teildurch­ lässige Spiegelfläche 40a um 90° abgelenkt. Die vom Modula­ tor 37 ausgesendeten zweiten Zeichenstrahlen L6 werden durch die λ/2-Platte 39 übertragen, wobei ihre Polarisati­ onsrichtung geändert wird. Die zweiten Zeichenstrahlen L6 fallen dann auf den Polarisations-Strahlenteiler 40 auf und werden durch die teildurchlässige Spiegeloberfläche 40a hindurchgelassen. Die Zeichenstrahlen L5 und L6 werden dann nacheinander durch den Polarisations-Strahlenteiler 40 zu­ sammengesetzt, so daß die 16 Strahlen längs einer Linie in Y-Richtung ausgerichtet sind.The first character beams L5 emitted by the modulator 36 are deflected by the beam deflector 38 by 90 °. The first character rays L5 then fall on the polarization beam splitter 40 and are deflected by the partially transparent mirror surface 40 a by 90 °. The second character beams L6 emitted by the modulator 37 are transmitted through the λ / 2 plate 39 , their direction of polarization being changed. The second drawing beams L6 then fall on the polarization beam splitter 40 and are passed through the partially transparent mirror surface 40 a. The character beams L5 and L6 are then assembled one by one by the polarizing beam splitter 40 so that the 16 beams are aligned along a line in the Y direction.

Die Steuerung 8 betätigt die Substrat-Einstellvorrichtung (nicht dargestellt) in Synchronisation mit dem Abtastvor­ gang der Zeichenstrahlen L5 und L6 durch den Polygonspiegel 46, um das Substrat S auf der Fläche T des Zeichentisches in Z-Richtung zu verschieben. Auf dem Substrat S wird ein zweidimensionales vorbestimmtes Schaltungsmuster durch die 16 Strahlen der Zeichenstrahlen L5 und L6 erzeugt (d. h. ge­ zeichnet oder belichtet), die wahlweise in einem leicht schrägen Winkel in bezug auf die Y-Richtung ausgesendet werden. Die Zeichengeschwindigkeit beträgt theoretisch das 16fache derjenigen, die beim Zeichnen eines Schaltungsmu­ sters durch einen einzigen Zeichenstrahl erreicht wird.The controller 8 operates the substrate setting device (not shown) in synchronization with the scanning operation of the drawing beams L5 and L6 through the polygon mirror 46 to move the substrate S on the surface T of the drawing table in the Z direction. On the substrate S, a two-dimensional predetermined circuit pattern is generated (ie drawn or exposed) by the 16 rays of the character rays L5 and L6, which are selectively emitted at a slightly oblique angle with respect to the Y direction. The drawing speed is theoretically 16 times that which is achieved by drawing a circuit pattern by a single drawing beam.

Die im folgenden beschriebene Justierung der Zeichenstrah­ len kann vor dem Ausführen des Zeichenvorgangs durch die Laser-Zeicheneinrichtung 11 durchgeführt werden. Beispiels­ weise wird auf die Fläche T des Zeichentisches ein Detektor 9, beispielsweise ein CCD-Detektor aufgebracht. Auf ähnli­ che Weise wie beim Zeichnen eines Schaltungsmusters auf dem Substrat S wird der Laserstrahl L1 durch den Ar-Laser 12 ausgesendet, so daß die aufgeteilten Strahlen L5 und L6 auf den Detektor 9 einfallen. Der Mikrometerkopf 84 der Schwenkeinstellvorrichtung 79 wird betätigt, während das durch den Detektor 9 erfaßte Zeichenbild beobachtet wird. Der Strahlaufteiler 22 wird um die Welle 83 in Richtung A in Fig. 10 geschwenkt, um die ausgerichteten Zeichenstrah­ len L5 beispielsweise in Richtung α in Fig. 19 zu verdre­ hen, wodurch die Zeichenstrahlen L5 parallel zu den Zei­ chenstrahlen L6 ausgerichtet werden. Alternativ ist es möglich, den Strahlaufteiler 21 um die Welle 83 zu ver­ schwenken, um die Zeichenstrahlen L6 in Richtung entgegen­ gesetzt der Richtung α in Fig. 15 zu verdrehen, wodurch die Zeichenstrahlen L6 parallel zu den Zeichenstrahlen L5 aus­ gerichtet werden.The adjustment of the drawing beam described below can be carried out by the laser drawing device 11 before the drawing process is carried out. For example, a detector 9 , for example a CCD detector, is applied to the surface T of the drawing table. In a similar manner as when drawing a circuit pattern on the substrate S, the laser beam L1 is emitted by the Ar laser 12 so that the split beams L5 and L6 are incident on the detector 9 . The micrometer head 84 of the swivel adjustment device 79 is actuated while the character image detected by the detector 9 is observed. The beam splitter 22 is pivoted about the shaft 83 in the direction A in FIG. 10 in order to rotate the aligned character beams L5, for example in the direction α in FIG. 19, whereby the character beams L5 are aligned parallel to the character beams L6. Alternatively, it is possible to pivot the beam splitter 21 around the shaft 83 in order to rotate the character beams L6 in the opposite direction to the direction α in FIG. 15, as a result of which the character beams L6 are aligned parallel to the character beams L5.

Danach wird die Y-Einstellvorrichtung 91 betätigt, während das durch den Detektor 9 erfaßte Zeichenbild beobachtet wird. Die optischen Systeme 26 und 31 zum Einstellen des Teilungsabstandes werden entsprechend in Y-Richtung, d. h. in die Hauptabtastrichtung des Polygonspiegels 46 bewegt, um ausschließlich die Zeichenstrahlen L5 in Y-Richtung zu verschieben, die auf die Oberfläche des Zeichentisches un­ ter einem schrägen Einfallswinkel einfallen (Fig. 20). Wei­ terhin wird der Mikrometerkopf 89 der Z-Einstellvorrichtung 85 betätigt, um den Polarisations-Strahlteiler 40 in Z-Richtung zu bewegen, um dadurch die Zeichenstrahlen L5 in Z-Richtung, d. h. in der Nebenabtastrichtung des Poly­ gonspiegels 46 zu verschieben. Dadurch werden die Strahl­ flecken der Zeichenstrahlen L5 und L6 in einen vorbestimm­ ten Teilungsabstand zueinander ausgerichtet (Fig. 21). Zu beachten ist, daß die Justierung durch die Schwenkeinstell­ vorrichtung 79, die Y-Einstellvorrichtung 91 und die Z-Einstellvorrichtung 85 in einer von der oben beschriebe­ nen Reihenfolge abweichenden Reihenfolge ausgeführt werden kann.Thereafter, the Y adjuster 91 is operated while the character image detected by the detector 9 is observed. The optical systems 26 and 31 for adjusting the pitch are moved accordingly in the Y direction, ie in the main scanning direction of the polygon mirror 46 , in order to only shift the drawing beams L5 in the Y direction which strike the surface of the drawing table at an oblique angle of incidence ( Fig. 20). Wei terhin is actuated the micrometer head 89 of the Z-setting device 85 to move the polarization beam splitter 40 in the Z direction, thereby to move the character beams L5 in the Z direction, ie in the sub-scanning direction of the polygon mirror 46 . Thereby, the beam spots of the drawing beams L5 and L6 are aligned with each other at a predetermined pitch ( Fig. 21). It should be noted that the adjustment by the swivel adjuster 79 , the Y adjuster 91 and the Z adjuster 85 can be carried out in an order different from that described above.

Claims (10)

1. Laser-Zeicheneinrichtung, gekennzeichnet durch
eine Strahlteilervorrichtung (16, 21, 22) zum Aufteilen des von einer Laserlichtquelle (12) ausgesendeten Laserlichtes (L1) in mehrere Zeichenstrahlen (L5, L6), die in einer gemeinsamen Ebene liegen,
einen Ablenkspiegel (46) mit einer Reflexionsfläche, die die Zeichenstrahlen (L5, L6) reflektiert und ab­ lenkt, um eine Zeichenfläche in einer Haupt-Abtastrich­ tung (X) abzutasten, und durch
ein optisches Abtastsystem (47), die die von der Refle­ xionsfläche (46a) reflektierten Zeichenstrahlen (L5, L6) auf die Zeichenoberfläche lenkt,
wobei die Höhe der Zeichenstrahlen (L5, L6) auf der Zeichenoberfläche in der Haupt-Abtastrichtung von der optischen Achse des optischen Abtastsystems (47) pro­ portional dem Ablenkwinkel (0) ist,
und wobei die folgende Bedingung gilt:
δ = cos-1 {2cosα×cos²ω-cosα}
γ = tan-1 {sinα/(2cosα×sinω×cosω)} (δ sinγ-α) < p/f,
worin f die Brennweite des optischen Abtastsystems (47),
α der Einfallswinkel der Zeichenstrahlen (L5, L6) auf die Reflexionsfläche (46a) in einer Neben-Abtastrich­ tung senkrecht zur Haupt-Abtastrichtung,
ω der Winkel zwischen einer Linie (m) senkrecht zur Re­ flexionsfläche (46a) und einer Halbierenden der opti­ schen Achse des optischen Abtastsystems (47) und der Achse des einfallenden Strahls,
p der Teilungsabstand der ausgerichteten Zeichenstrah­ len (L5, L6),
δ der Winkel zwischen den von der Reflexionsfläche (46a) reflektierten Zeichenstrahlen (L5, L6) und der optischen Achse des optischen Abtastsystems (47), und
γ der Winkel zwischen der Neben-Abtastrichtung und ei­ ner Linie ist, die einen Bilderzeugungspunkt der von der Reflexionsfläche (46a) auf die Zeichenoberfläche reflektierten Zeichenstrahlen (L5, L6) und einen Schnittpunkt auf der optischen Achse des optischen Ab­ tastsystems (47) mit der Zeichenoberfläche verbindet.
1. Laser drawing device, characterized by
a beam splitter device ( 16 , 21 , 22 ) for splitting the laser light (L1) emitted by a laser light source ( 12 ) into a plurality of drawing beams (L5, L6) lying in a common plane,
a deflecting mirror ( 46 ) with a reflecting surface which reflects and deflects the drawing beams (L5, L6) to scan a drawing surface in a main scanning device (X), and through
an optical scanning system ( 47 ) which directs the drawing rays (L5, L6) reflected from the reflection surface ( 46 a) onto the drawing surface,
the height of the drawing beams (L5, L6) on the drawing surface in the main scanning direction from the optical axis of the optical scanning system ( 47 ) being proportional to the deflection angle ( 0 ),
and the following condition applies:
δ = cos -1 {2cosα × cos²ω-cosα}
γ = tan -1 {sinα / (2cosα × sinω × cosω)} (δ sinγ-α) <p / f,
where f is the focal length of the scanning optical system ( 47 ),
α the angle of incidence of the drawing rays (L5, L6) on the reflection surface ( 46 a) in a secondary scanning direction perpendicular to the main scanning direction,
ω the angle between a line (m) perpendicular to the reflection surface ( 46 a) and a bisector of the optical axis of the optical scanning system ( 47 ) and the axis of the incident beam,
p the pitch of the aligned character lines (L5, L6),
δ the angle between the character rays (L5, L6) reflected by the reflecting surface ( 46 a) and the optical axis of the optical scanning system ( 47 ), and
γ is the angle between the sub-scanning direction and a line which has an imaging point of the character rays (L5, L6) reflected from the reflecting surface ( 46 a) on the drawing surface and an intersection on the optical axis of the optical scanning system ( 47 ) connects the drawing surface.
2. Laser-Zeicheneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ablenkspiegel (46) als drehbarer Polygonspiegel (46) mit mehreren Reflexionsflächen (46a) ausgebildet ist, wobei, wenn der Polygonspiegel (46) rotiert, die Zeichenoberfläche durch die Zeichen­ strahlen in der Haupt-Abtastrichtung (Y) abgetastet wird.2. Laser-drawing device according to claim 1, characterized in that the deflecting mirror (46) (a 46) is formed as a rotatable polygonal mirror (46) having a plurality of reflecting surfaces, wherein, when the polygon mirror (46) rotates, the drawing surface by the character rays in the main scanning direction (Y) is scanned. 3. Laser-Zeicheneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Winkel ω durch den Drehwinkel des Polygonspiegels (46) definiert ist und eine Referenzli­ nie hat, die durch eine Linie senkrecht zur Ablenkflä­ che des Ablenkspiegels (46) definiert ist und die den Winkel β zwischen der optischen Achse des optischen Ab­ tastsystems (47) und den einfallenden Zeichenstrahlen (L5, L6) halbiert.3. Laser drawing device according to claim 2, characterized in that the angle ω is defined by the angle of rotation of the polygon mirror ( 46 ) and has a reference line which is defined by a line perpendicular to the deflecting surface of the deflecting mirror ( 46 ) and which bisected the angle β between the optical axis of the optical scanning system ( 47 ) and the incident character rays (L5, L6). 4. Laser-Zeicheneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Polygonspie­ gel (46) drehbar durch eine Welle gelagert ist, die in der Neben-Abtastrichtung (Z) innerhalb eines vorgegebe­ nen Winkelbereichs geneigt werden kann. 4. Laser drawing device according to one of the preceding claims, characterized in that the polygon mirror ( 46 ) is rotatably supported by a shaft which can be inclined in the secondary scanning direction (Z) within a predetermined angular range. 5. Laser-Zeicheneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahltei­ lervorrichtung einen Strahlteiler (16), der das Laser­ licht (L1) in zwei Strahlen (L2, L3) teilt, und einen Strahlaufteiler (21, 22) hat, der jeden Strahl (L2, L3) in mehrere Zeichenstrahlen (L5, L6) aufteilt.5. Laser drawing device according to one of the preceding claims, characterized in that the beam splitter device has a beam splitter ( 16 ) which divides the laser light (L1) into two beams (L2, L3), and a beam splitter ( 21 , 22 ) which divides each ray (L2, L3) into several character rays (L5, L6). 6. Laser-Zeicheneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strahlaufteiler (21, 22) derart gelagert ist, daß er um eine Achse parallel zu den Zei­ chenstrahlen (L5, L6) in der gemeinsamen Ebene schwenk­ bar ist.6. Laser drawing device according to claim 5, characterized in that the beam splitter ( 21 , 22 ) is mounted such that it is Chen rays about an axis parallel to the Zei rays (L5, L6) in the common plane bar. 7. Laser-Zeicheneinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strahlaufteiler (21, 22) mehrere optische Elemente (100) hat, die miteinander durch Trennflächen (101) verklebt oder verkittet sind, so daß der auf den Strahlaufteiler (21, 22) auftref­ fende Strahl (L2, L3) durch aufeinanderfolgende Refle­ xionen und Transmissionen in mehrere Zeichenstrahlen (L5, L6) aufgeteilt wird.7. Laser drawing device according to claim 5 or 6, characterized in that the beam splitter ( 21 , 22 ) has a plurality of optical elements ( 100 ) which are glued or cemented to one another by separating surfaces ( 101 ), so that the beam splitter ( 21 , 22 ) incident beam (L2, L3) is divided into successive reflections and transmissions into several drawing beams (L5, L6). 8. Laser-Zeicheneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Ab­ tastsystem eine fR-Linse (47) hat, um die Zeichenstrah­ len (L5, L6) mit derselben Zeichengeschwindigkeit zu bewegen, wobei die Bildhöhe des Bildpunktes auf der Zeichenoberfläche proportional dem Ablenkwinkel R ist, der durch die optische Achse und die reflektierten Zei­ chenstrahlen (L5, L6) definiert ist.8. Laser drawing device according to one of the preceding claims, characterized in that the optical scanning system has an fR lens ( 47 ) in order to move the drawing beams (L5, L6) with the same drawing speed, the image height of the pixel on the Character surface is proportional to the deflection angle R, which is defined by the optical axis and the reflected character rays (L5, L6). 9. Laser-Zeicheneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung zum Steuern des akustooptischen Modulators (36, 37) ab­ hängig von vorbestimmten Steuerdaten vorgesehen ist, so daß das Aussenden der Zeichenstrahlen (L5, L6) unabhän­ gig voneinander gesteuert werden kann, wodurch indivi­ duelle Zeichendaten den jeweiligen Zeichenstrahlen (L5, L6) zugeordnet werden können.9. Laser drawing device according to one of the preceding claims, characterized in that a controller for controlling the acousto-optical modulator ( 36 , 37 ) is provided depending on predetermined control data, so that the emission of the character beams (L5, L6) controlled independently of each other can be, whereby individual character data can be assigned to the respective character beams (L5, L6). 10. Laser-Zeicheneinrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder akustooptische Modulator (36, 37) mehrere Kanäle hat, die längs einer Linie entspre­ chend den Zeichenstrahlen (L5, L6) ausgerichtet sind.10. Laser drawing device according to claim 9, characterized in that each acousto-optical modulator ( 36 , 37 ) has a plurality of channels which are aligned along a line accordingly the drawing beams (L5, L6).
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